KR20100138052A - Apparatus for detecting error using z phase pulse signal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 Z상 펄스신호를 이용한 에러 검출장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전동기의 회전축에 설치되어 전동기의 회전자의 위치를 검출하는 엔코더가 전동기의 회전축의 1회전에 따라 1회 발생하는 Z상 펄스신호를 이용하여 엔코더의 오배선 및 오설정 등의 에러를 검출하는 Z상 펄스신호를 이용한 에러 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to an error detection apparatus using a Z-phase pulse signal. More specifically, an encoder, which is installed on the rotating shaft of the motor and detects the position of the rotor of the motor, generates an error such as incorrect wiring or incorrect setting of the encoder by using a Z phase pulse signal generated once in accordance with one rotation of the rotating shaft of the motor. The present invention relates to an error detection apparatus using a Z phase pulse signal.
일반적으로 전동기를 구동시키는 전동기 구동시스템은 전동기의 회전자 위치를 검출하기 위하여 엔코더를 사용하고 있다. 상기 엔코더의 출력방식은 여러 가지가 알려져 있는데, 통상적으로 A상 펄스신호, B상 펄스신호 및 Z상의 펄스신호를 출력하는 증분형(incremental) 방식이 널리 사용되고 있다.In general, the motor drive system for driving the motor uses an encoder to detect the rotor position of the motor. Various types of output methods of the encoder are known. In general, an incremental method of outputting an A-phase pulse signal, a B-phase pulse signal, and a Z-phase pulse signal is widely used.
상기 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호는 전동기의 회전축의 회전방향에 따라 상호간에 90°의 위상차를 갖는 것으로서 전동기의 회전축이 1회전할 때마다 상기 엔코더는 고유 개수의 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호를 출력한다. 그리고 상기 Z상 펄스신호는 전동기의 회전축의 1회전할 때마다 엔코더가 하나씩 발생한다.The A-phase pulse signal and the B-phase pulse signal have a phase difference of 90 ° with each other according to the rotational direction of the rotational axis of the motor. Each time the rotational axis of the motor rotates, the encoder generates a unique number of A-phase pulse signals and B-phase. Output pulse signal. The Z-phase pulse signal generates one encoder each time one revolution of the rotating shaft of the motor is performed.
상기 전동기 구동 시스템은 상기 엔코더가 발생하는 여러 가지의 펄스신호들 중에서 통상적으로 상기 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호를 이용하여 전동기의 회전축의 회전속도 및 회전자의 위치정보를 검출한다.The motor driving system detects the rotational speed of the rotating shaft of the motor and the position information of the rotor by using the A-phase pulse signal and the B-phase pulse signal, among various pulse signals generated by the encoder.
즉, 상기 전동기 구동 시스템은 카운터를 구비하고, 상기 카운터는 상기 엔코더에서 발생하는 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호의 위상차를 검출하여 가산 또는 감산 카운트하며, 카운터의 카운트 값을 이용하여 전동기의 회전축의 회전속도 및 회전자의 위치정보를 검출한다.That is, the motor drive system includes a counter, and the counter detects the phase difference between the A-phase pulse signal and the B-phase pulse signal generated by the encoder and counts them up or down, and uses the count value of the counter to rotate the shaft of the motor. To detect the rotational speed and position of the rotor.
상기 검출한 전동기의 회전축의 회전속도 및 회전자의 위치정보는 전동기의 구동을 정밀하게 제어하는데 사용된다.The detected rotation speed of the rotating shaft of the motor and position information of the rotor are used to precisely control the driving of the motor.
상기 카운터로 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호를 가산 카운트 또는 감산 카운트하는 것은 전동기의 회전축의 회전속도 및 회전자의 위치정보를 정확하게 검출할 수 있으나, 엔코더가 잘못 배선되었거나 또는 엔코더에서 출력되는 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호의 개수가 잘못 설정되었는 지의 여부를 검출하지는 못하였고, 이로 인하여 전동기는 물론 전동기의 구동에 따라 동작하는 기계부의 파손까지 발생할 수 있다.Adding or subtracting the A-phase pulse signal and the B-phase pulse signal with the counter can accurately detect the rotational speed of the rotating shaft of the motor and the position information of the rotor, but the encoder is incorrectly wired or outputted from the encoder. It was not possible to detect whether the number of phase pulse signal and B phase pulse signal was set incorrectly, and this may cause damage of the mechanical part operating according to the driving of the motor as well as the motor.
예를 들면, 엔코더는 전동기의 회전축이 1회전할 경우에 2048개의 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호를 발생하나 전동기 구동 시스템에 2000개의 펄스신호를 발생 하는 것으로 잘못 설정한 상태에서 전동기를 저속, 무부하 또는 짧은 시간동안 구동시킬 경우에 이상 유무를 확인하지 못하고, 이러한 상태에서 전동기를 지속적으로 구동시킬 경우에 과전류 및 과열, 이동거리의 오차 등으로 인하여 전동기는 물론 전동기의 구동에 따라 동작하는 기계부의 파손이 발생할 수 있다."For example, an encoder generates 2048 A-phase pulse signals and B-phase pulse signals when one rotational axis of the motor rotates, but generates a low-speed, When no-load or short period of time driving is not confirmed, and if the motor is continuously driven in this state, due to overcurrent, overheating, and movement distance error, Breakage may occur. "
그러므로 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 엔코더에서 발생하는 Z상 펄스신호를 이용하여 엔코더의 오배선 및 오설정을 정밀하게 검출할 수 있는 Z상 펄스신호를 이용한 에러 검출장치를 제공한다.Therefore, an object of the present invention is to provide an error detection apparatus using a Z-phase pulse signal that can accurately detect the miswiring and missetting of the encoder by using the Z-phase pulse signal generated by the encoder.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. There will be.
본 발명의 Z상 펄스신호를 이용한 에러 검출장치에 따르면, 카운터를 구비하여 엔코더가 발생하는 A상 및 B상 펄스신호를 가산 또는 감산 카운트하고, 카운터의 카운트 값을 Z상 펄스신호에 따라 래치가 저장한다.According to the error detection device using the Z-phase pulse signal of the present invention, a counter is provided to add or subtract the A-phase and B-phase pulse signals generated by the encoder, and the count value of the counter is latched according to the Z-phase pulse signal. Save it.
그리고 상기 Z상 펄스신호에 따라 래치가 저장한 카운트 값을 에러 판단부가 입력하여 그 카운트 값으로 오배선 또는 오설정의 여부를 판단한다.The error determination unit inputs the count value stored by the latch according to the Z-phase pulse signal, and determines whether the wiring is incorrect or misconfigured using the count value.
그러므로 본 발명의 Z상 펄스신호를 이용한 에러 검출장치는 전동기의 회전에 따라 A상 펄스신호, B상 펄스신호 및 Z상 펄스신호를 발생하는 엔코더와, 상기 Z상 펄스신호에 따라 리세트되면서 상기 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호를 카운트하는 카운터와, 상기 Z상 펄스신호에 따라 상기 카운터의 카운트 값을 저장 및 출력하는 래치와, 상기 래치의 출력 값으로 에러의 발생 여부를 판단하는 에러 판단부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.Therefore, the error detection device using the Z-phase pulse signal of the present invention is an encoder for generating an A-phase pulse signal, a B-phase pulse signal and a Z-phase pulse signal in accordance with the rotation of the motor, and the reset phase according to the Z-phase pulse signal A counter for counting the A-phase pulse signal and the B-phase pulse signal, a latch for storing and outputting a count value of the counter according to the Z-phase pulse signal, and an error determination for judging whether an error has occurred with the output value of the latch. Characterized in that it comprises a part.
상기 래치는 상기 전동기의 회전축이 1회전할 때마다 상기 엔코더가 발생하는 상기 Z상 펄스신호가 클럭단자에 인가되어 상기 카운터의 카운트 값을 저장 및 출력하는 것을 특징으로 한다.The latch is characterized in that the Z-phase pulse signal generated by the encoder is applied to the clock terminal every time the rotation axis of the motor is rotated to store and output the count value of the counter.
상기 에러 판단부는 현재 입력한 카운트 값에서 이전에 입력한 카운트 값을 감산하여 카운트 값의 변위량을 계산하고, 계산한 카운트 값의 변위량으로 에러의 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.The error determining unit may calculate a displacement amount of a count value by subtracting a previously input count value from a currently input count value, and determine whether an error occurs using the calculated displacement value.
또한 상기 에러 판단부는 상기 계산한 카운트 값의 변위량이 '0' 또는 미리 설정된 값이 아닐 경우에 에러로 판단하는 것을 특징으로 한다.The error determining unit may determine an error when the calculated displacement value of the count value is not '0' or a preset value.
상기 계산된 변위량이 '0'인 것은 상기 전동기의 회전축이 정방향 또는 역방향 회전하여 이전의 위치와 동일한 위치에서 발생된 Z상 펄스신호인 것을 특징으로 한다.The calculated displacement amount is '0', characterized in that the Z-phase pulse signal generated at the same position as the previous position by rotating the rotation axis of the motor forward or reverse.
상기 미리 설정된 값은 전동기의 회전축이 1회전할 경우에 상기 엔코더가 발생하는 상기 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호의 개수인 것을 특징으로 한다.The preset value may be the number of the A-phase pulse signal and the B-phase pulse signal generated by the encoder when the rotation shaft of the motor rotates once.
본 발명의 Z상 펄스신호를 이용한 에러 검출장치는 카운터를 구비하여 엔코더가 발생하는 A상 및 B상 펄스신호의 개수를 감산 또는 가산 카운트하고, 감산 또는 가산 카운트한 값을 이용하여 오배선 또는 오설정 등의 에러를 검출하는 것으로서 엔코더의 오배선 또는 오설정을 정밀하게 검출한다.The error detection apparatus using the Z phase pulse signal of the present invention includes a counter to subtract or add counts of the A-phase and B-phase pulse signals generated by the encoder, and use the subtracted or added count to miswire or miscalculate. By detecting an error such as setting, an incorrect wiring or wrong setting of the encoder can be detected precisely.
그러므로 전동기의 오배선 또는 오설정 등으로 인한 과전류 및 과열, 이동거리의 오차 등으로 인하여 전동기는 물론 전동기의 구동에 따라 동작하는 기계부의 파손의 발생을 미연에 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the occurrence of breakage of the mechanical part operating in accordance with the operation of the motor as well as the motor due to overcurrent, overheating, and movement distance error due to incorrect wiring or missetting of the motor.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.The following detailed description is only illustrative, and merely illustrates embodiments of the present invention. In addition, the principles and concepts of the present invention are provided for the purpose of explanation and most useful.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.Accordingly, various forms that can be implemented by those of ordinary skill in the art, as well as not intended to provide a detailed structure beyond the basic understanding of the present invention through the drawings.
도 1은 본 발명의 에러 검출장치의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 100은 카운터이다. 상기 카운터(100)는 전동기의 회전축의 회전 에 따라 엔코더(도면에 도시되지 않았음)에서 발생하는 Z상 펄스신호에 따라 리세트되면서 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호를 가산 또는 감산 카운트한다.1 is a view showing the configuration of a preferred embodiment of the error detection apparatus of the present invention. Here,
부호 110은 래치이다. 상기 래치(110)는 상기 엔코더가 발생하는 Z상 펄스신호에 따라 상기 카운터(100)의 카운트 값을 저장 및 출력한다.
부호 120은 에러 판단부이다. 상기 에러 판단부(120)는 상기 엔코더에서 Z상 펄스신호를 발생할 때마다 상기 카운터(100)의 카운트 값을 입력하고, 입력한 상기 카운터(100)의 카운트 값으로 오배선 또는 오설정 등의 에러 발생을 판단하여 에러의 발생이 판단될 경우에 에러 발생신호를 발생한다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 에러 검출장치는 전동기의 회전축이 회전할 경우에 회전축의 회전을 엔코더가 검출하여 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 A상 펄스신호와, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같은 B상 펄스신호와, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같은 Z상 펄스신호를 발생한다.The error detection device of the present invention having such a configuration is characterized in that the encoder detects the rotation of the rotation shaft when the rotation shaft of the motor rotates, and the phase-A pulse signal as shown in FIG. 2A and FIG. 2B. A B phase pulse signal as shown in Fig. 2 and a Z phase pulse signal as shown in Fig. 2D are generated.
상기 엔코더가 발생하는 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호는 카운터(100)로 입력되고, 상기 Z상 펄스신호는 상기 카운터(100)의 리세트 단자(RST)로 입력된다.The A-phase pulse signal and the B-phase pulse signal generated by the encoder are input to the
그러면, 상기 카운터(100)는 상기 Z상 펄스신호에 따라 리세트되면서 상기 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호를 가산 카운트 또는 감산 카운트하여 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 카운트 값을 출력한다.Then, the
예를 들면, 상기 카운터(100)는 상기 A상 펄스신호의 위상이 B상 펄스신호의 위상보다 90° 빠를 경우에 상기 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호를 가산 카운트하 고, 상기 A상 펄스신호의 위상이 B상 펄스신호의 위상보다 90° 느릴 경우에 상기 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호를 감산 카운트한다.For example, when the phase of the A-phase pulse signal is 90 ° faster than the phase of the B-phase pulse signal, the
상기 카운터(100)의 카운트 값은 래치(110)로 입력됨과 아울러 전동기의 회전축의 회전속도 및 회전자의 위치정보를 검출하는데 사용된다.The count value of the
이와 같은 상태에서 전동기의 회전축이 1회전할 때마다 엔코더에서 발생되는 Z상 펄스신호가 상기 래치(110)의 클럭단자(CLK)에 인가되면, 상기 래치(110)는 상기 카운터(100)의 카운트 값을 입력하여 저장하고, 저장한 카운트 값을 에러 판단부(120)로 출력한다.In this state, when the Z-phase pulse signal generated by the encoder is applied to the clock terminal CLK of the
그러면 상기 에러 판단부(120)는 상기 래치(110)가 도 2의 (e)에 도시된 바와 같이 출력하는 카운트 값을 입력한다. 그리고 상기 에러 판단부(120)는 현재 입력한 카운트 값에서 이전에 입력한 카운트 값을 감산하여 카운트 값의 변위량을 계산하며, 계산한 카운트 값의 변위량이 '0'이거나 또는 미리 설정된 값인지의 여부를 판단한다.The
여기서, 상기 미리 설정된 값은 상기 전동기의 회전축이 1회전 할 때마다 상기 엔코더가 발생하는 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호의 개수이다.Here, the preset value is the number of A-phase pulse signals and B-phase pulse signals generated by the encoder each time the rotary shaft of the motor rotates once.
상기 카운트 값의 변위량이 '0'인 것은 전동기의 회전축이 정방향 또는 역방향으로 회전하여 이전의 위치와 동일한 위치에서 Z상 펄스신호를 발생한 경우이다.The displacement amount of the count value is '0' when the rotating shaft of the motor rotates in the forward or reverse direction to generate a Z-phase pulse signal at the same position as the previous position.
상기 카운트 값의 변위량이 엔코더가 1회전 할 때마다 발생하는 A상 펄스신호 및 B상 펄스신호의 개수인 경우에는 전동기의 회전축이 정방향 또는 역방향의 동일한 방향으로 지속적으로 회전을 하여 1회전하는 경우이다.When the displacement amount of the count value is the number of A-phase pulse signal and B-phase pulse signal generated each time the encoder rotates one rotation, the rotation axis of the motor continuously rotates in the same direction in the forward or reverse direction and rotates once. .
상기 에러 판단부(120)는 상기 카운트 값의 변위량이 '0'이거나 또는 미리 설정된 값일 경우에 엔코더가 정상으로 배선되고, 또한 설정 값이 정상인 것으로 판단하고 에러신호를 발생하지 않는다.The
그리고 상기 에러 판단부(120)는 상기 카운트 값의 변위량이 '0' 또는 미리 설정된 값이 아닐 경우에 엔코더가 정상으로 배선되지 않았거나 또는 설정 값이 잘못 설정된 것으로 판단하고, 에러신호를 발생하여 에러의 발생을 알린다.The
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.The present invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments, but those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications without departing from the scope of the present invention. Will understand.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
본 발명은 엔코더에서 출력되는 Z상 펄스신호를 이용하여 엔코더가 오배선되었거나 또는 오설정 등의 에러가 발생하는지의 여부를 검출하는 것으로서 엔코더의 오배선 또는 오설정으로 인하여 전동기를 정확하게 구동시키지 못하는 것을 미연에 방지한다.The present invention detects whether an encoder is incorrectly wired or an error occurs, such as an incorrect setting, by using a Z-phase pulse signal output from the encoder, and prevents the motor from being driven correctly due to incorrect wiring or incorrect setting of the encoder. Prevent it beforehand.
도 1은 본 발명의 에러 검출장치의 바람직한 실시 예의 구성을 보인 도면, 및1 is a view showing the configuration of a preferred embodiment of the error detection apparatus of the present invention, and
도 2의 (a) 내지 (e)는 도 1의 각부의 동작 파형도이다.2 (a) to 2 (e) are operation waveform diagrams of respective parts of FIG. 1.
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CN113884124A (en) * | 2021-10-28 | 2022-01-04 | 汇智机器人科技(深圳)有限公司 | Self-diagnosis method and control device for incremental encoder |
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